Fotossíntese: Entenda as Etapas Fotoquímica e Química

Fotossíntese: Definição e Importância

Fotossíntese é um processo celular pelo qual a maioria dos seres autotróficos produz substâncias orgânicas. A energia necessária ao processo provém da luz e fica armazenada nas moléculas de glicídios, na forma de energia potencial química.

Reagentes e Produtos

O tipo mais comum de fotossíntese, realizado por plantas, algas e bactérias (cianobactérias e proclorofófitas), utiliza como reagentes gás carbônico (CO₂) e água (H₂O), gerando glicídios (cujos tipos variam) e oxigênio (O₂).

Praticamente todo gás oxigênio existente na atmosfera atual da Terra — cerca de 21% do volume do ar atmosférico — é resultante da fotossíntese.

Etapas Básicas da Fotossíntese

A fotossíntese consiste em dezenas de reações químicas que podem ser reunidas em duas etapas básicas:

• Etapa Fotoquímica (Reações de Claro): Compõe-se da fotofosforilação e da fotólise da água.
• Etapa Puramente Química (Reações de Escuro): Constituída pelos ciclos de pentoses (Ciclo de Calvin-Benson).

Fotofosforilação e Produção de ATP

A fotofosforilação é um processo de produção de ATP que utiliza energia proveniente da luz. A energia luminosa é captada pelas moléculas de clorofila, organizadas nas membranas internas do cloroplasto, formando os chamados complexos de antena.

Os elétrons da clorofila, ao serem excitados pela luz, adquirem alto nível de energia e "saltam" para fora da molécula, sendo capturados por substâncias aceptoras que formam cadeias transportadoras de elétrons, semelhantes às existentes nas mitocôndrias.

Esses complexos funcionam como motores celulares rotatórios que giram com a passagem de H⁺, levando à produção de ATP pela adição de grupos fosfatos a moléculas de ADP. Esse fenômeno, que também ocorre na respiração celular, é denominado quimiosmose.

Fotólise da Água (Reação de Hill)

A clorofila perde elétrons pela excitação luminosa e os recupera retirando-os de moléculas de água. Ao terem elétrons removidos, as moléculas de água decompõem-se em íons H⁺ (prótons) e átomos livres de oxigênio.

Essa reação de decomposição da água, denominada fotólise da água ou reação de Hill, pode ser escrita, em termos químicos, da seguinte maneira:

2 H₂O --(Luz)--> O₂ + 4H⁺ + 4e⁻

Ciclo das Pentoses ou Ciclo de Calvin-Benson

Este é o conjunto de reações responsável pela produção de glicídios a partir de:

• Moléculas de CO₂ (proveniente do ar);
• Hidrogênios transportados pelo NADPH (provenientes da água quebrada na fotólise);
• Energia fornecida pelo ATP (formado na fotofosforilação).

Destino dos Glicídios Produzidos

Os glicídios produzidos na fotossíntese têm diversos destinos na célula vegetal:

1. Uso Imediato: Utilizados nas mitocôndrias da célula vegetal, no processo de respiração celular, fornecendo energia aos processos vitais.
2. Transformação: Transformados nas diversas substâncias orgânicas de que a planta necessita (aminoácidos, vários tipos de açúcar, gorduras, celulose, etc.).
3. Armazenamento: Armazenados como grãos de amido em células especiais do caule e da raiz, servindo como reserva para momentos de necessidade.

A fotossíntese garante às algas, às plantas e a algumas bactérias independência em relação a outros organismos vivos no que se refere à obtenção de nutrientes orgânicos. Por outro lado, praticamente todos os seres heterotróficos da Terra dependem desses seres fotossintetizantes para viver.